Память по карточкам. Все о форматах, типах и характеристиках карт памяти

Память по карточкам. Все о форматах, типах и характеристиках карт памяти

Мобильные устройства всех мастей сейчас пользуются огромной популярностью. Это и карманные компьютеры, и музыкальные плейеры, и цифровые фото- / видеокамеры, и прочие гибриды. А памятью подавляющего большинства этих девайсов служат карточки расширения. Часто производители оснащают свои устройства и интегрированной памятью, но ее объемы зачастую просто смехотворны. Так вот, если с портативными устройствами все более или менее ясно, то с внешней памятью творится настоящий бардак.

Ситуация складывается довольно мрачная. Поддержка вашим портативным устройством какого-либо, пусть даже самого популярного, стандарта расширения памяти вовсе не означает, что вы сможете без проблем наращивать эту самую память по мере появления все более емких модулей. Ведь уже давно нет обратной программной, а местами и аппаратной совместимости между модулями расширения разного объема. Это значит, что в некоторых случаях даже новая прошивка карманного друга вас уже не спасет. Увеличить память можно будет только купив новое устройство. Какой же выход из положения в таком случае будет оптимальным? Другими словами, какой слот расширения памяти желательно иметь в приобретаемом мобильном устройстве? Поисками ответов на эти вопросы мы с вами и займемся.
[rb] Итак, на сегодняшний день существует несколько стандартов карт расширения памяти. Наиболее популярные из них: CompactFlash (CF), MemoryStick (MS), SecureDigital (SD), MultiMediaCard (MMC) и SmartMedia (SM). Давайте сравним их с точки зрения актуальности, совместимости, компактности, функциональности и, конечно, цены. Но сначала позвольте вопрос: вы в курсе, что стимулировало развитие новой отрасли компактных накопителей? Если нет, то для начала совершим ну очень краткий экскурс в историю.

Сначала я создал небо …

Помните анекдот про врача-психиатра и пациента, возомнившего себя Богом? Врач, обращаясь к больному, спрашивает: "Ну, милочек, расскажите мне свою историю с самого начала". Пациент, погрузившись в воспоминания, начинает рассказ: "Сначала я создал небо, затем землю, затем…" Очень похожая история имела место и в нашем случае. Давным-давно, в 1989 году, когда только появились первые ноутбуки, возникла организация под названием Personal Computer Memory Card International Association (по-русски - Ассоциация производителей карт памяти для персональных компьютеров), более известная как PCMCIA.

Эта организация была занята разработкой различных устройств, призванных облегчить жизнь мобильных пользователей с помощью одноименного интерфейса, впоследствии, правда, переименованного в PC Card. Шина была предназначена не только для подключения модулей памяти, но и модемов, контроллеров дисков, сетевых адаптеров. Адресуемое пространство PCMCIA по современным меркам было очень небольшим, всего 64 Мб, разрядность шины составляла 16 бит, частота достигала 33 МГц. Теоретически допускалось создание до 4080 слотов формата PC Card в настольном ПК. То-то было бы сооружение!

К несомненному плюсу интерфейса можно отнести ориентирование на программное конфигурирование. Большинство адаптеров PCMCIA поддерживает Plug-n-Play, горячее подключение и замену. Конструктивно PC Card представляет собой миниатюрный 68-контактный разъем. Причем контакты питания сделаны более длинными, что позволяет вставлять и вынимать расширители при включенном питании компьютера. Карты PCMCIA отличаются внушительными габаритами и ограничениями по объему памяти, что не позволяет использовать их в качестве дополнительной памяти в миниатюрных мобильных устройствах вроде сотовых телефонов и карманных компьютерах. Прерогатива этого стандарта - ноутбуки. Несмотря на это, формат послужил основой и, так сказать, прообразом для карт памяти более скромных размеров. Итак, сначала не было ничего, затем были созданы PCMCIA, а следом за ними появились…

SmartMedia (SM)

Стандарт карт памяти SmartMedia был разработан и зарегистрирован в качестве торговой марки компанией Toshiba в 1995 году. До того момента существовала только довольно невнятная аббревиатура SSFDC (Solid State Floppy Disc Card), превращенная маркетологами Toshiba в благозвучное SmartMedia. Карты этого стандарта изначально не имели встроенного контроллера. По сути, это были просто микросхемы памяти с внешним интерфейсом. Заботу о контроллере разработчики стандарта бережно возложили на плечи производителей аппаратуры. Карты SmartMedia весьма компактны (45 х 37 х 0,76 мм) и весят не более двух грамм, питание - 3,3 В / 5 В. Это самые тонкие модули памяти, когда-либо выпускавшиеся в массовом варианте. Новые флэшки нашли применение в основном в цифровых фотокамерах именитых брендов: AGFA, Minolta, Olympus, Toshiba.

Карты SmartMedia самые тонкие и легкие в природе. Во многом благодаря этому свойству они до сих пор пользуются популярностью.

Главная проблема карт SmartMedia - маленькие объемы и низкая скорость передачи данных (если сравнивать скорость работы этих карт с современными аналогами вроде CompactFlash, то первые окажутся в явном проигрыше, причем с двух- / трехкратным отставанием). Последние партии карт SmartMedia были выпущены в 2001 году. Максимальный объем таких флэшек достиг 128 Мб, после чего интерес производителей к этому формату угас. Тем не менее, SM-карты по-прежнему можно встретить в продаже. Некоторые производители еще выпускают их для поддержки пользователей, осчастливленных девайсами с такими слотами. Очень быстро, потеснив своих предшественников, рынок оккупировали прогрессивные MMC и SD.

MultiMediaCard (MMC) и SecureDigital (SD)

Стандарт ММС, которому уже не первый год пророчили бесславный уход на свалку истории, как оказалось, совершенно не собирается покидать нас. И даже более того, он обрел новое дыхание. Свершилось это только потому, что мы с вами не захотели с ним расставаться. Такому парадоксу главным образом поспособствовала компания Siemens - один из главных разработчиков стандарта, наводнившая мир так полюбившимися многим мобильными телефонами серии SL45 со встроенным MP3-плейером. Cледом за телекоммуникационным гигантом за дело взялась компания SanDisk.

Стандарту MMC уже много лет пророчат забвение, но он почему-то на пенсию не собирается и, мало того, продолжает развиваться.

Первый блин у разработчиков удался на славу. ММС были признаны отличным хранилищем файлов для самых маленьких мобильных устройств. И это не мудрено, ведь габариты карт сократились до 32 x 24 x 1,4 мм. Однако развитие MМC-направления также остановилось, причем еще на отметке 64 Мб, еще пару лет назад, когда Panasonic, SanDisk и Toshiba придумали и стали продвигать новый стандарт с возможностями шифрования записываемых данных и более высокой производительностью - SecureDigital. Дабы обеспечить пользователям плавный переход к SD, разработчики выпустили новые карты, совместимые электрически и по габаритам с ММС. При этом для защиты данных в разъеме появился дополнительный контакт.

SecureDigital - прямой и успешный конкурент CompactFlash. Во-первых, скорости сопостоавимы, а во-вторых, объем SD уже достиг 1 Гб.

Увы, на пути прогресса встали простые пользователи, не захотевшие значительно переплачивать за новинку. Это привело к тому, что на рынке появились MultiMediaCard большего объема - 128 Мб, а после и все 256 Мб. Но при этом возникли проблемы совместимости. Поясню на примере.

Лично я являюсь счастливым обладателем мобильника Siemens SL45, к которому в комплекте при покупке прилагалась ММС-карточка на 32 Мб. Но много ли зальешь музыки в такой объем? Собственно, и в 64 Мб песен войдет немного. Самым неприятным было то, что уже появившиеся к тому моменту SecureDigital-карты на 128 Мб, которые вроде бы полностью совместимы с ММС, не дружили с моим SL45.

Как же, я помню, был обрадован появлению ММС-флэшек на 128 Мб. И как был огорчен, когда узнал, что и им не суждено у меня заработать. Долгие поиски в интернете дали ответ - надо менять прошивку. Перешил - заработало, ура! Потом были MultiMediaCard на 256 Мб и снова смена прошивки. Дальше - больше. Практически одновременно были представлены ММС с впечатляющими объемами в 512 Мб и даже 1 Гб и неплохими скоростными характеристиками. Правда, никто по-прежнему не желал предупреждать пользователей, что новые карты в устройствах позапрошлого года не заработают. Все мои проблемы, как я узнал впоследствии, заключались в следующем: совместимость у встроенных в MMC-память SD-контроллеров имеется, но неполная. С подобными проблемами могут столкнуться все пользователи.

Известно уже и о проблемах обратной несовместимости - некоторые модели MP3-плейеров, превосходно работающие с SD 256 Мб, просто не переваривают аналогичные MMC. При всем этом в феврале 2004 года даже появилась новая спецификация ММС 4.0 (подробности читайте во врезке). И, возможно, в скором будущем нас порадуют еще чем-нибудь вкусненьким, но абсолютно неудобоваримым. Что касается стандарта SecureDigital, то в плане совместимости с самим собой он проблем не испытывает. Эти карты быстрее ММС, теоретическая предельная скорость передачи составляет 100 Мбит/с, или 12,5 Мб/с (на практике этот показатель уменьшается до 8 Мб), и на сегодня практически сравнялись с ними в цене. Теперь SD - это прямой конкурент по производительности с CF-картами. Да и объемы их уже перешагнули за 1 Гб.

Что касается шифрования записываемых на SecureDigital файлов, то здесь ситуация довольно забавная. Дело в том, что изначально эта функция задумывалась для обеспечения защиты авторских прав - Cryptographic Security for Protection of Copyrighted Data. Предполагалось, что производители софта будут продавать программное обеспечение или медиапродукты прямо на SD-картах, защищая себя, таким образом, от незаконного копирования и прочих посягательств. Увы, идея не прошла и функция защиты так и осталась не востребованной.

Рассказывая о SecureDigital, нельзя не упомянуть еще об одной их разновидности, так сказать, младшем брате - miniSD. Несколько компаний во главе с заводилой Kingmax решили не гнаться за совместимостью с ММС, а просто выпустили SD-карту минимально возможных габаритов - 20 x 21,5 x 1,4 мм и весом всего 1 г. Новинка оказалась не только миниатюрнее, но и неприхотливее. Потребляет miniSD аж вдвое меньше старшего брата. К сожалению, на сегодня емкость этих карт сравнительно невелика. Самая крупная miniSD, попавшаяся мне на глаза, могла похвастаться лишь скромными 256 Мб на борту.

Новая жизнь старой MultiMediaCard

Ассоциация производителей MMC-карт (в миру известная как MultiMediaCard Association) представила в 2004 году новую версию 4.0 спецификации MMC с расширенной шиной, двумя режимами напряжения и более высокими скоростями обмена.
Шина большего размера позволяет увеличить производительность на той же тактовой частоте.

Таким образом, MMC сможет использоваться для хранения контента, требующего больших скоростей считывания, - утверждает ассоциация. Вдобавок к этому, более высокие скорости обмена приведут карту в соответствие с требованиями архитектуры мобильных телефонов. И, наконец, два режима напряжения - 1,8 В и 3,3 В - сделают MultiMediaCard пригодной для мобильников нового поколения с низким энергопотреблением (если ничего нового спешно не придумают).

По мнению экспертов, ассоциация приняла очень правильное стратегическое решение по выводу карт MMC на рынок мобильных телефонов, поскольку он будет основным местом продаж флэш-карт к 2006 году, и придала новый вид формату MMC.

CompactFlash (CF)

Первые карточки формата CompactFlash были созданы фирмой SanDisk и стали логическим продолжением PCMCIA с поддержкой стандарта классических внешних накопителей ATA / ATAPI-4. Габариты CF довольно велики и составляют 43 х 36 х 3,3 мм. Другим немаловажным отличием новой карты стало меньшее, по сравнению с PC Card, число контактов в разъеме. Их количество сократилось до 50, при этом карточка CompactFlash осталась полностью совместима с прародителем. Только теперь для ее подключения необходим специальный переходник-адаптер. Что касается питания, то оно так же двойное: 3,3 В и 5 В. Причем карта памяти сама вольна выбирать, какого напряжения она изволит "откушать".

CompactFlash - стандарт с большим потенциалом: теоретический предел емкости этих карт составляет 137 Гб, что немало.

Производством CompactFlash занимается огромное число производителей, среди которых Hewlett-Packard, Hitachi, Canon, Renesas, Lexar, Kodak, Socket, Olympus и т. д. Карты памяти CF выпускаются в двух разновидностях - CF Type I и CF Type II, которые различаются толщиной (у класса Type II она составляет 5 мм), но имеют одинаковые электрические интерфейсы. При этом более тонкие карты Type I можно установить в слот Type II, а вот провести обратную операцию, то есть запихнуть тип 2 в тип 1 можно только при помощи молотка.

Изначально стандарт подразумевал только одну разновидность разъема и стандарта CompactFlash, который предназначался именно для карт-накопителей. Однако через некоторое время появились миниатюрные жесткие диски - MicroDrive (о них читайте ниже), и специально для них была придумана "толстая" модификация слота CompactFlash. В результате и возникли две разновидности интерфейса - Type I и Type II. Сейчас на базе CF выпускаются не только устройства хранения данных, но и самая разнообразная периферия, знакомая в первую очередь пользователям карманных компьютеров. Это разного рода модемы, GPS-навигаторы, Bluetooth- и WiFi-адаптеры, выполненные в форм-факторе CompactFlash (то есть имеющие соответствующие габариты и электрически с ним совместимые).

Все они относятся к виду карт ввода-вывода - CF I/O (I/O - Input / Output) - и выпускаются в основном под разновидность интерфейса Type II. Карты памяти CompactFlash являются в настоящее время лидерами по вместительности и имеют наилучшее соотношение стоимости за мегабайт данных. Если в прошлом году рекордсменом стала фирма Pretec, первой выпустив флэшку объемом 6 Гб, то сегодня емкости добрались уже до по-настоящему фантастической величины 8 Гб и даже 12 Гб, последнюю Pretec представила на CeBIT.

Теоретически максимальная емкость стандарта составляет 137 Гб. Это означает, что все карты стандарта вплоть до предельной емкости будут совместимы аппаратно. Однако программного апгрейда при переходе с карт меньшей емкости на большую, возможно, не избежать.

Итак, помните: если ваше устройство поддерживает работу с CompactFlash, то у вас не возникнет никаких проблем при использовании карт емкостью 2 Гб и менее. Такие CF форматируются в файловую систему FAT16, которая поддерживается практически всеми устройствами. У FAT16 существует только одно ограничение - дисковый раздел в этом формате не может превышать 2 Гб. Для доступа к большему объему памяти флэшка должна быть отформатирована в FAT32. А соответственно, и устройство, в которое она устанавливается, должно поддерживать работу с этой файловой системой.

Пользователям ОС Windows XP, думаю, будет полезно узнать, что по умолчанию ХР будет пытаться отформатировать любую CompactFlash-карточку более 32 Мб в FAT32, так что после настольного ПК плейер или фотоаппарат вдруг перестанут ее видеть в упор. Не пугайтесь, просто заставьте операционку переформатировать память снова, принудительно указав систему FAT16. Теперь несколько слов о максимальной скорости передачи данных. Для стандарта CompactFlash она составляет 8 Мб/с. Однако совсем недавно ассоциация CompactFlash выпустила новую спецификацию версии 2.0. Главным нововведением стало увеличение скорости передачи данных вдвое, до 16 Мб/с. При этом была сохранена полная совместимость со старыми, более медленными картами, скорость которых останется прежней.

MemoryStick (MS)

Габариты MemoryStick довольно велики - 50 х 21,5 х 2,8 мм при весе 4 г. Своей предельной емкости карты достигают довольно быстро. 128 Мб - технологический потолок MS. Чтобы поддержать пользователей старого стандарта, Sony выпускает новую разновидность cвоих "палочек памяти" с функцией Memory Select. В них используется прежний формат хранения, но и при этом они имеют емкость более 128 Мб. Одна карта MemoryStick Select содержит несколько областей памяти по 128 Мб, и пользователь сможет определять, с какой из них работать, используя переключатель на обратной стороне карты. Именно за счет постоянного щелканья и достигается совместимость с предыдущим стандартом.

MemoryStick имеет не только массу достоинств, но и целую кучу недостатков. Но, несмотря ни на что, стандарт довольно популярен.

Тогда же выпускается еще один подвид классической MemoryStick - с защитой от несанкционированного копирования. Эта функция получает название Magic Gate и умудряется съедать около десяти процентов карты под собственные нужды. Следующей вариацией на тему МS cтала MemoryStick Pro. Правда, как и положено, модули этого стандарта оказались несовместимы с предыдущими, но позволяли выпускать карты большого объема. В марте уже были представлены образцы на 1 Гб. Теоретическая предельная скорость интерфейса такой карты составляет 160 Мбит/с (до 20 Мб/с), минимальная гарантированная скорость записи у Pro - 15 Мбит/с (немногим более 2 Мб/с).

Все описанные выше модели относятся к форм-фактору standard-size (стандартный размер), но существует еще и модификация всех вышеописанных карт в форм-факторе duo-size. Подвид Duo отличается в первую очередь уменьшенными габаритами (31 х 20 х 1,6 мм) и вдвое меньшим весом - всего 2 г. Ориентированы эти миниатюрные карточки были на использование в карманных компьютерах и мобильниках. Первым осчастливили смартфон Sony Ericsson P800. Все MS Duo совместимы с MS standard-size, но для их подключения необходим специальный адаптер.

Напоследок приятная информация. В прошлом году Sony все-таки поделилась лицензиями на стандарт MemoryStick. Так что теперь MS-карты начали выпускать еще и другие производители. Например, за это неблагодарное дело взялись SanDisk, Lexar и Samsung. В общем, достаточно было добавить немного конкуренции, как цены тут же начали падать. Ну, и на закуску…

Маленький драйв

Инициатором и первой компанией, воплотившей в жизнь идею о создании сверхминиатюрных однодюймовых жестких дисков, которые должны были по емкости и скорости работы посоперничать с флэш-памятью, стала IBM. Первые модели MicroDrive имели емкость 170 и 340 Мб, скорость вращения шпинделя достигала 4500 об./мин. Как я уже говорил, устанавливались эти харды в слот расширения CompactFlash Type II. К сожалению, случилось так, что первые образцы зарекомендовали себя не с лучшей стороны и уже вскоре были заменены моделью на 512 Мб с более низкой скоростью вращения - 3600 об./мин. На сегодня самая "тяжеловесная" модель мини-HDD у IBM может похвастаться только 1 Гб памяти на борту.

С ним бы мы сейчас и жили, но прелесть в том, что компания успела поделиться лицензией на производство с другими производителями, вроде Hitachi, которая, безусловно, является лидером в области MicroDrive. Последние достижения фирмы - диски на 2 Гб и 4 Гб. Устройства имеют ту же скорость шпинделя - 3600 об./мин., а максимальная скорость передачи данных может достигать 7 Мб/с. Причем, теоретически, скоростной потолок интерфейса составляет 33 Мб/с - есть еще куда расти. Возможные же проблемы несовместимости абсолютно аналогичны CF-картам.

Так что диски объемом 2 Гб и менее, отформатированные под FAT16, будут наверняка работать со всеми пользовательскими устройствами, а вот для накопителей объемом более 2 Гб необходима поддержка FAT32. Основные недостатки, приписываемые "микродрайвам", - высокое энергопотребление, которое выше в 5-10 раз, чем у CF (1 Вт к 0,1 Вт при питании 3,3 В), в несколько раз большая масса (15-20 г) и, что бы там ни говорили производители, меньшая надежность и устойчивость к ударам и падениям, как и у любого устройства, имеющего движущиеся части. Главное, чем "однодюймовки" привлекают, - это самая низкая цена за мегабайт. Цена модели емкостью 1 Гб лишь немногим превышает 200 долларов.

О вопросах скорости и совместимости

Скорость, с которой купленная вами флэш-карта будет передавать и принимать данные, практически не связана со скоростью, которую теоретически поддерживает данный стандарт. Единственное, что можно точно утверждать, - это то, что производительность карты будет меньше. Поясню на примере. Приобретаемые вами карты CompactFlash вовсе не обязаны передавать данные на скорости, указанной в стандарте (8 или 16 Мб/с). Эти цифры - лишь предельная скорость передачи данных интерфейсом. Сравните: у жестких дисков с интерфейсом АТА/133 скорость передачи данных по интерфейсу составляет 133 Мб/с, но это вовсе не скорость вашего HDD.

Реальная скорость передачи данных у карт памяти, как и энергопотребление, может меняться от производителя к производителю и от карты к карте. Например, скорости передачи флэшек на 128 Мб и 256 Мб одной марки могут отличаться до полутора раз (об этом говорят и множественные тесты)!

Подобные скачки производительности вполне объяснимы, поскольку связаны с переходами производителей на новые технологические процессы изготовления памяти, применения принципиально новых типов флэш и модернизацией интегрированных в карту контроллеров. Кстати, для всех современных карт памяти действует одно правило: большая емкость означает уж точно не меньшую, а, как правило, большую производительность. Это, в общем-то, вполне закономерно. Производители идут по пути наращивания именно этих двух параметров.

Выводы

Сравнительные цены и основные характеристики наиболее распространенных на отечественном рынке карт памяти приведены в таблицах 1 и 2. Позволю себе несколько комментариев. Карты SM уже явно отжили свой век, у ММС постоянные проблемы с несовместимостью, а стандарт MemoryStick можно рекомендовать только фанатам Sony. На мой взгляд, наиболее удачное сочетание цены, объема и отсутствия проблем совместимости у двух стандартов - SD и CF. Какой из них выбрать - решать вам. Всей необходимой информацией для этого вы теперь обладаете.